29 Апреля 2018

Почему мы вероятно не сможем посетить Космос в будущем

Опубликовал Н.А. Рыков

Когда вы думаете о космосе, вы обычно представляете бесконечное место с невероятными расстояниями между звездами.  Хотя дело в том, что подавляющее большинство человеческой деятельности в космосе происходило в узком разрезе всего в 2000 километрах от поверхности Земли.

      Известная как Низкая околоземная орбита, или НОО для краткости.  В эту область входят Международная космическая станция и более 2000 правительственных и коммерческих спутников, которые обеспечивают все: от телевизионных сигналов, GPS, прогноз погоды и многое другое.  Однако, помимо всех этих невероятных технологических достижений, человечество также создало очень большую проблему, которая может не только полностью отменить весь этот прогресс, но и помешать нам снова посещать космос в течение нескольких поколений.  В дополнение к космическим станциям и спутникам, НОО является хранилищем для огромного количества мусора, который мы выбрасывали с тех пор, как мы впервые начали посещать космическое пространство.  Большая часть этого мусора состоит из крошечных предметов, таких как пыль из твердых ракетных двигателей, хлопьев краски, размытых с поверхностей транспортных средств, или просочившихся замороженных хладагентов с ядерных спутников.  Каким бы ни был источник, считается, что в настоящее время на Земле насчитывается более 100 миллионов крошечных кусочков мусора шириной менее одного сантиметра, которые в настоящее время движутся вокруг Земли со скоростью 22 000 километров в час (13 670 миль в час) или быстрее.  В дополнение к мелочам в НОО, однако, есть также около 500 тысяч единиц мусора между 1 сантиметром и 10 сантиметрами в ширину.  Все эти вещи, бездумно вращающиеся вокруг Земли, в конечном итоге приведут к столкновениям между ними с чрезвычайно высокими скоростями.  Которые создадут большое количество новых фрагментов, а эти фрагменты затем будут продолжать сталкиваться с другими объектами, что создаст ещё больше фрагментов, которые неизбежно столкнутся с еще большим количеством объектов и т. д. И так далее, пока мы не придём к синдрому Кесслера.

       Гипотетический будущий сценарий, впервые предложенный Дональдом Дж. Кесслером еще в 1978 году. Поскольку космическому мусору могут понадобиться годы, десятилетия или даже столетия, чтобы проникнуть в атмосферу Земли и сгореть самому по себе.  Когда мы теряем что-то в космосе, оно обычно держится там довольно долго.  Эти случайные столкновения между фрагментами в космосе могут в конечном итоге привести к тому, что очень много мелких фрагментов, перемещающихся с безумно высокими скоростями, сделают Низкую околоземную орбиту фактически стрелковым диапазоном.  В худшем случае все существующие в настоящее время спутники в LEO будут уничтожены миллионами мелких деталей.  Запуск любой новой миссии в космос с поверхности Земли будет уничтожен почти сразу этими кусками.  Предоставление какой-либо космической миссии в будущем является самоубийством.  Мы потеряем все технологии, которые предоставляют нам спутники, и несколько поколений будут лишены обещанных космических путешествий, пока мы терпеливо ожидаем, что мусор избавится от себя сам естественным путем.  Итак, неизбежен ли синдром Кесслера?

       Еще в 2009 году российский военный спутник столкнулся с оперативным американским коммерческим спутником, и оба разбились  на тысячи разных крошечных фрагментов.  Это наиболее значимое непреднамеренное столкновение, которое произошло за всю историю столкновений, но умышленное столкновение в 2007 году создало еще больше фрагментов.  В том же году китайское правительство провело проверку противоспутниковой ракеты, используя одну для уничтожения одного из своих же спутников в НОО.  Это событие произвело более 2000 шариков размером с мяч для гольфа или более крупных фрагментов, а также более 150 000 мелких частиц мусора.  В 2011 году некоторые из обломков прошли всего в 6 километрах от международной космической станции.  Одним из наиболее опасных потенциальных провокаторов синдрома Кесслера в НОО является ныне несуществующий спутник ENVISAT, запущенный Европейским космическим агентством в 2002 году. Контакт был потерян со спутником в 2012 году, и теперь 8000 килограммов мусора пересекаются с  двумя другими каталогами космического мусора каждый год.  Поскольку ENVISAT, скорее всего, останется на орбите вокруг Земли в течение следующих 150 лет, и ожидается, что скорость столкновения увеличится,  это может легко стать огромным источником космического мусора в будущем.  Синдром Кесслера не является неизбежным, и его можно избежать, если мы попытаемся его избежать.

       Нам нужно думать о космосе так же, как мы должны думать о наших океанах и земле.  Ценный ресурс, который полностью и целиком нуждается в защите.  Единственный способ удалить мусор из космоса - это подняться и удалить его самостоятельно или выждать очень долгое время, чтобы он исчез естественным образом.  Забрасывать космос никогда не будет являться вариантом.  В 2005 году НАСА уже заключили, что даже если никаких дальнейших запусков объектов в космос не произойдет, столкновения между уже существующими спутниками будут создавать фрагменты быстрее чем, атмосферное сопротивление будет их удалять.  Ситуация невероятно серьезная и будущее человечества буквально на грани.  Мы должны находить пути улучшения этой ситуации в будущем, продолжать в настоящем и надеяться на лучшее.